摘 要

本论文是将氧化石墨烯(GO)和海藻酸钠(ALG)用EDC、NHS等交联成复合材料，然后制备成GO-ALG复合材料，并考察GO-ALG的载药量和药物累积释放率，研究不同条件下它的载药量和药物释放率有什么不同，确定其合适的载药环境。本文用来载药的药物是阿霉素，它临床常用的蒽环类抗恶性肿瘤的药物，抗瘤谱较广，可广泛用于肝癌、肺癌、乳腺癌、卵巢癌等的化疗。但由于其存在诸多不良反应，严重限制了它的临床应用，所以采用一个新的载药系统，可以使其得到更好的应用。

首先本实验用化学氧化方法来制得高纯度的氧化石墨烯，即用浓硫酸、硝酸钠和高锰酸钾氧化石墨粉来制取氧化石墨烯；接着用氧化石墨烯、EDC、NHS、ADH来制取GO-ADH，再向GO-ADH中加入EDC、NHS、海藻酸钠得到GO-ALG。载药时，药物浓度为2mg /L、载体浓度为1mg/L时，载药率可达到80%-90%，酸性条件下药物累积释放率也有70%，效果非常不错。

关键词：氧化石墨烯/海藻酸钠；阿霉素；载药复合体；载药性能

Abstract

In this paper, graphene oxide (GO) and sodium alginate (ALG) by EDC and NHS crosslinking into composite materials, and then prepared into GO-ALG composite and investigate GO-ALG loaded drug and cumulative release rate, was investigated under different conditions the drug loading and drug release rate what is the difference to determine the appropriate drug loading environment. The drug used in this paper is adriamycin, which is commonly used in the clinical treatment of anti tumor drugs. It can be widely used in the chemotherapy of liver cancer, lung cancer, breast cancer, ovarian cancer and so on. But because it has a lot of adverse reactions, it has seriously restricted its clinical application, so a new drug loading system can be used to get better application.

Firstly the experiment used chemical oxidation method to prepare high purity of graphene oxide, with concentrated sulfuric acid, sodium nitrate and potassium permanganate oxidation of graphite powder to preparation of graphene oxide; followed by graphene oxide, EDC and NHS, ADH to produce GO-ADH, again to the GO-ADH joined EDC and NHS, sea alginic acid sodium GO-ALG. Drug loading, the drug concentration is 2mg/l, carrier concentration is 1mg/L, drug loading rate can reach 80%-90%, acid conditions, the cumulative release rate of drug also has 70%, the effect is very good.

Key Words：Graphene oxide/sodium alginate; Doxorubicin; Drug loading complex; Delivery performance

目 录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 含碳材料及氧化石墨烯的发展 1

1.2.1 含碳材料的发展 1

1.2.2 氧化石墨烯的发现 3

1.2.3 氧化石墨烯的应用 3

1.3 海藻酸钠 4

1.3.1 海藻酸钠的介绍 4

1.3.2 海藻酸钠的应用 5

1.4 癌症 5

1.4.1 癌症概述 5

1.4.2 癌症治疗方法 6

1.5 靶向药物 7

1.5.1 靶向药物简介 7

1.5.2 被动靶向制剂 7

1.5.3 主动靶向制剂 7

1.5.4 物理化学靶向制剂 8

1.6 本课题研究的目的与意义 8

第2章 氧化石墨烯的制备及表征 9

2.1 氧化石墨烯的制备方法 9

2.2 实验部分 10

2.2.1 主要实验原料、试剂及仪器 10

2.2.2 氧化石墨烯的制备 11

2.2.3 氧化石墨烯的表征 12

第3章 氧化石墨烯/海藻酸钠复合材料的制备及载药性能研究 16

3.1 氧化石墨烯/海藻酸钠复合材料的制备 16

3.1.1 引言 16

3.1.2 实验所需主要原料、试剂和仪器 16

3.1.3 氧化石墨烯/海藻酸钠复合材料的制备 17

3.2 氧化石墨烯/海藻酸钠复合材料的载药性能研究 17

3.2.1 装载药物的选择 17

3.2.2 载药实验 18

3.2.3 药物释放实验 19

3.2.4 复合体载药量和药物释放度 19

3.3 结果与讨论 20

3.3.1 氧化石墨烯/海藻酸钠复合材料的结构分析 20

3.3.2 载药体的载药量、累积释放率分析 20

第4章 结论 23

参考文献 24

附 录 27

致谢 31

第1章 绪论

1.1 引言

氧化石墨烯的结构与石墨烯相似，并且它是石墨烯比较重要的派生物，不过氧化石墨烯在其结构基面上连接有碳碳双键、羟基、羧基等含氧基团。它和石墨烯虽然各有各的特点，但也有很多性质完全一致。由于GO中含氧官能团的存在，导致氧化石墨烯的性质与石墨烯也产生了一些差异。由于其结构上含氧基团的存在，限制了其分子结构层面上π电子的运动，导致氧化石墨烯碳环层面上大π键的断裂，因而它不能传导电子，变成了绝缘体；同时，这些含氧官能团让GO在水中有很好的分散性，并且也会有比较好的亲水性。还有比较重要的一点是，由于氧化石墨烯的比表面积很大，尽管是单层结构，但是它的两个面却都可以吸附药物，并且它对人体几乎没有危害，所以氧化石墨烯很适合用作药物的载体^[1]。

海藻酸钠（ALG）是一种聚电解质，在水中的溶解性很好，有很好的生物相容性，比较容易进行生物降解，并且它对人体无毒，因此它非常适合用来作为药物的载体材料。但是恰恰由于其在水中容易降解，导致其性能不稳定，限制了它的应用^[2]。